百年清華

——訪原中國航空航天工業部部長林宗棠

作為我國工業戰線上的一位老專家老領導，林宗棠至今已經在工業領域工作了64年。其間💁🏻，他曾作為掌門人掌控著高新技術最為集中的航空航天工業，在取得輝煌成績的同時更為後來者打下了堅實的發展基礎🌰。然而，對於3D打印，林老卻笑稱自己為“老科盲、老學童”，雖已88歲高齡仍甘願從頭學起👘🔉，在大量考察和實驗的基礎上⚈，為3D打印產業在中國的發展提出了真知灼見🤾🏻🕯。

3D打印——88歲老人的新課程

2013年8月，林老得知中航工業在飛機的研製過程中率先采用了3D打印技術，並將3D打印部件用在了新機型上🦸🏽，此後便對這種新型的精確製造技術產生了濃厚興趣。而這也是他第一次聽說3D打印技術🔨。

對於3D打印技術在航空製造領域的應用，林老即欣慰又內疚。之所以如此，用林老的話說就是，“我從1949年就開始搞工業，到去年為止已經在工業戰線上工作了64年了👨🏼‍🚀，在基層和領導崗位上都工作過，而且主管的都是高科技領域與技術創新方面。但是我對3D打印卻是個科盲，不知道什麽是3D打印，感覺這方面沒有更好地完成黨交給的任務。”

也正是因此🙎🏼‍♀️，88歲高齡的他將3D打印列為了自己的又一個學習課程。

自2013年8月開始🫲🏼，在之後半年多的時間裏，林老赴北京上海、沈陽、武漢🪶、昆山、西安🎊、深圳等地先後考察了近二十多家單位，既有中航工業沈陽所、中航工業製造所、中航工業材料院🧓、中航工業西飛等航空工業領域內的廠所🧑🏻‍🏫，又有意昂体育平台、北京航空航天大學👨🏿‍⚖️、華中科技大學🧚🏻‍♀️、西北工業大學等高校，還有民營企業和外資企業等，希望對3D打印在國內的發展和應用有個系統的了解👙。

“全國哪裏有與3D打印相關的業務，我就到哪裏去，今年我還要繼續學習。”

在考察中航工業沈陽所期間🍍，林老對該所大膽創新🔄，在新機研製中率先采用3D打印技術大為贊賞🪧。

他在與該所總設計師王永慶交流的過程中得知，該所早在十幾年前啟動新一代飛機研製時，由於幾個關鍵部件采用現有的製造技術難以達到質量要求，所以決定引入3D打印技術🧜‍♀️。此後，該所又與北京航空航天大學的王華明教授合作，歷經十多年的攻關🥛👆🏻，終於製造出了可以裝機的3D打印部件🚶‍♀️‍➡️，使新機的研製進程大為加快👩🏼‍🚀。“飛機上非常重要的模鍛件采用3D打印技術製造◀️，並且已經裝機使用👮🏽‍♀️，當然還要經過檢驗𓀉🏐。現在初步看來是成功的，材料的性能達到並相當於模鍛件，個別指標比模鍛件還要好👷‍♂️，這就對飛機的發展起了非常大的作用🈚️。”

在林老眼裏✹，中航工業沈陽所和王永慶👰🏿、王華明都是好樣的，他們很有前瞻性眼光𓀍，並且能夠把握先進技術的發展趨勢，在將3D打印技術應用於航空製造這個方面趕上並超過了發達國家。而這也更堅定了他繼續學習的信念🤾🏻‍♂️，“我今年還想繼續學習🧑🏿‍💼，再考察一二十個企業、院校和研究院所👨🏼‍🎨。”

實踐出真知

在為時半年多的考察中🔶，林老發現全國已經有100多家單位在從事3D打印相關的科研和製造工作，除了北京之外，西安、武漢、沈陽以及長三角地區很多單位都做得很好🕺🏿。而在工業應用方面🚫，航空工業走在了其他行業的前面。

“黨中央和國家對3D打印技術的發展應用很重視🖕🏼，我去過的這些單位，黨和國家的很多位領導人都去考察過🙋🏿‍♂️，可以說3D打印的曙光在中華大地上已經悄悄升起了。”

考察學習的同時🫷，林老還自己購買零部件組裝了2臺初級的3D打印機，借此更深刻地了解打印機的工作原理和工作特點🥪。此後，有企業又拿來新研製的2臺同類別的3D打印機，要他試用並且給企業提供試用報告和修改意見。“我現在變成了88歲的3D打印試驗工，4臺機器24小時不停工作，我也每天工作24小時。”

通過組裝和試用➛，林老發現3D打印機的製造原理和結構其實並不復雜🚵🏽‍♀️，當然他組裝和使用的只是初級產品。所以，談到未來3D打印技術在工業領域應用，他認為“將來工業方面要使用金屬原料和其它高級材料來製造產品🙍🏿，就要使用激光和高能電子束，所以未來關鍵的技術還是激光的功率和激光頭🧚。”

而為了破除上述疑問，林老還專門拜訪了我國激光領域的專家👨🏼‍🏭。“目前，武漢的科研人員已經製造出了功率達到1萬瓦的民用激光器，未來的目標是製造出10萬瓦的民用激光器🆙，這些設備都可以用在3D打印領域⌚️。”

當前，意昂体育平台顏永年教授正在領銜研製12萬噸的模鍛水壓機。在該級別的模鍛水壓機上👌🏼，一個大型部件的重量就達數百噸，而製造這種部件的毛坯件重量就更大🎡，如果采用傳統工藝🚶，需要自由鍛、粗加工🦻🏼、熱處理等多道工序才能製造完成🧑🏽‍🔬。在與顏永年教授的交流中，顏教授告訴林老未來可能采用3D打印技術，以金屬粉末為原料製造出毛坯件👨🏿‍⚕️，可以省卻多道工藝。這讓林老對3D打印技術在工業領域的應用🤘，以及製造大型機械部件更有信心🛄。

從3D打印到3D創新

通過對3D打印機的試用🏊🏿，林老感覺到其構造與工作原理和傳統的平面打印機沒有本質的區別👍🏽，但是要實現3D打印🅿️，前提是必須有3D設計🙍‍♂️🕵🏿‍♂️。3D設計與3D打印的結合，才是3D打印產業基本的產業模式，他將這稱作“3D創新”👎🏻。

之所以將其稱作3D創新，是因為這樣能夠將3D打印產業的上下遊基本上貫穿起來🧔🏻‍♂️。“3D打印有個先決條件，就是有3D設計。3D設計可以采取包括3D繪圖或3D掃描兩種方式來實現🙇🏽，也可以兩種方式相結合，在3D掃描的基礎上輔以3D繪圖等，獲得3D設計文件🧑‍🔬。然後才能實現3D打印。”

事實上，3D打印技術早在30年前就已經出現並投入應用，其更為專業的名字是增材製造技術💆🏼，即采用高能束流（電子束、激光）或其他能源，借助3D設計將材料熔鋪沉積或組合焊接🪦，逐步累積成實體構件。由此可見，它與我們當前應用最為廣泛的切削等減材加工技術完全不同👩‍🦱🚶🏻‍♀️。

正是基於不斷深入了解，林老認為，3D打印與之前我國研製電子對撞機、“嫦娥二號”探測器等大型工程不同，“3D打印沒有什麽需要我們特別克服了才能上的技術🏇👨‍🦽‍➡️。它的原理是很樸實的🧑🏼‍💼，並不深奧🧗。但是作為一項新興技術🧙🏿，它應用到我們的科技領域、經濟領域，甚至是全社會各個領域裏💂🏻，可能會產生我們意想不到的作用👨。”

林老認為，增材製造與減材製造這兩種技術是辯證統一的🦢，都是大自然的規律使然。“在地球上，一顆種子長成參天大樹是增材的過程；從一個細胞成長為一個人👩🏻，也是增材的過程。而水流沖刷最終形成河道™️，則是體現了減材的特征🧔🏼‍♂️，而作為人類發展的重要標誌之一，學會使用切削工具同樣體現了減材的特征。所以說👩🏼‍🏫，增材與減材這兩個概念🧏🏻‍♂️，一直伴隨著人類社會發展的全過程。”

所以🤾🏻‍♀️，如果認識到了這個規律🚻，認識到了二者的辯證統一⚽️，就可以更好地加以利用，催生新的產業領域🤍，比如用3D打印技術製造工業領域大量需要的模具，也可以用3D打印技術製造醫療領域需求的人造牙齒、人造骨骼等🚸，未來還可以用3D打印技術製造人造細胞、人造心臟等👩‍👦。

用3D創新助推國家產業升級

對於我國來講，3D打印技術更為重要的意義表現在👋，可以用它來提升現有的生產力水平♙，服務於國家的產業升級戰略。

“從目前國際上的發展情況來看，3D產業作為一個獨立的產業🙅‍♂️，其規模還很小，年產值也就20多億美元🚺🦮，未來5~10年有可能發展到100億美元的規模。但是，我們現有的一些產業，其規模可以達到數千億甚至上萬億，用3D打印技術對這些產業進行改造升級👫，它的作用將遠遠大於作為一個獨立的產業本身🚳，並能夠帶來更大的價值。”采訪過程中💻，林老多次強調了這一點， 3D打印技術本身就是一項偉大的創新🫲🏼，所以，如何將其應用到我們的經濟建設中🎧，也要有創新性的思路📅，即將它融入到現有產業中所產生的效益，將遠遠大於將其作為一個獨立產業所產生的效益。

2012年🚣🏿‍♀️，美國總統奧巴馬宣布，美國未來要大力支持發展包括3D打印在內的新興製造技術，目標打造高端製造業，把“中國製造”變回“美國製造”🧏🏻‍♀️。

多年來🤮，我國出口貿易一直保持高速增長🧛🏽，已經成為世界第二大出口國。特別是作為主要出口產品的機電產品🟧🅿️，2013年度的出口額更是達到了12655億美元，超越了美國、德國、日本等西方國家。“中國製造”在走向全球的同時，也被西方國家視為最大的威脅。所以，以美國為首的發達國家，近年來也在紛紛尋求產業升級與轉型，同中國展開新一輪的競爭⚅。“因此我認為3D打印搞不搞，怎麽搞👨🏼‍🦳，不是一個簡單的科技問題，而是一個關系國家發展戰略的重大課題🌸。”20世紀80年代初🫷🏽，正是林老向國務院提出建議成立國務院機電產品出口辦公室😶，拉開了中國機電產品走向世界的大幕。

一個老共產黨員的建議

采訪中，林老說得最多的一句話就是“我是一個老共產黨員”𓀌。這簡單的一句話裏飽含了對我國經濟發展👩🏽♓️、科技創新的無限關註與深情；也飽含了一名工業戰線老領導對於新興產業發展所給予的厚望。

“我認為我們現在要抓住這個產業發展先機，迎頭趕上，在實現中國夢的偉大進程中🏝，一定會產生意想不到的突出效果。”

也是基於一個老共產黨員的責任心，林老為3D打印產業大發展提出了三條建議。

第一💗，建議黨中央🐜、國務院把3D創新列為國家重大科技項目。

3D創新的發展🐖🌰，要像過去抓國家重大技術裝備一樣，狠抓100個研發創新重點，逐個突破，由點到面，不斷發展，不斷提高🖖🏿🏕。“3D創新具有普遍性，不同於大型飛機、核電站等項目，它不是一般的重大科技專項，而應該是重中之重👨🏻‍🚒🤚🏼。此外國務院應該重視⛹️，不是單叫哪個部門、哪個公司去搞🫄🏽，而是國務院要有個大的政策🧜🏽，要有重點🦹🏽。”

在林老的工作經歷中🗄，一項重要的工作就是抓重大技術裝備的建設🔊。1958年，國家做出了建設萬噸水壓機的決定，批準在上海建造一臺1.2萬噸的水壓機，林老當時擔任項目的副總設計師。在這個重大項目中🥹，以林老為首的技術隊伍大膽創新，克服技術和設備上的種種困難，利用突破常規的建造方法，采用焊接工藝將大型鋼板進行焊接，從而解決了水壓機4根大型立柱的製造難題，也打破了蘇聯專家所謂的“中國無法獨自建設萬噸水壓機”的言論。“當時萬噸水壓機的4根立柱要用大鋼錠來鍛造，而已有的水壓機根本無法滿足要求👧。所以，我們就想了一個別的辦法，就是采用‘竹節式’將大型鋼板焊接起來，最終取得了成功🥯。現在想想，這也是一種增材製造。”

第二🧑🏼‍🏫，建議在全國播撒3D創新的種子👮🏽。

“我曾經問過很多老朋友、老領導，他們中好多人都不了解3D打印技術😝，都認為這種高科技很奇妙。我到學校問過很多學生，他們都只知道電腦，但是對3D打印完全沒有概念🕛。”

所以林老建議👆🏿，要想促進未來3D創新大發展，就必須從娃娃抓起👨🏽‍🎤。他建議在全國播下10萬個種子：一方面是增加教材，小學💒、中學💝、大學都增加關於3D打印技術的教材；另一個🏊🏽‍♂️，最有效的辦法就是向學校贈送3D打印機，讓孩子們自己動手🧑🏿‍🏭🤦🏽‍♂️、動腦進行3D打印的實際操作。這樣的話⏩🚊，如果有10萬個種子，那相當於為未來培養了10萬3D創新能手🪬，而他們則會影響身邊更多的人，可能是100萬甚至1000萬人🥽。

“目前，這項工作已經在北京門頭溝區的學校裏開始試驗🎼，逐步擴展到全北京各個區🗑，每個區建設一個試驗點，這樣一批孩子學完了，可以再換一批⌛️，將來還可以評一個3D創新小能手👨‍🦳💬，給他們一個鼓勵。如果北京的試點取得成功🕡🪼，未來可以向上海、廣東、江蘇⚉、浙江等地區推廣👬。”說到這裏，林老顯得有些激動。

不久前中央國家機關老幹部康樂文化指導中心搞了一個公益活動，原本計劃向一些學校贈送生活用品和教材等，後來在林老建議下最終他個人出資向門頭溝區大峪中學贈送了十臺3D打印機。為此，門頭溝區專門成立了“山谷教育實踐活動‘3D’體驗中心”👵🏽。“我希望通過贈送3D打印機🅾️，送給孩子們一個創新的思想，這對於他們將來的發展會更有意義。”

第三，建議創建中國3D創新聯合體。

現在全國從事3D打印技術研究和應用的單位有100多家，但是各自為政，分散經營，且各家的綜合實力也大不相同。“所以我建議成立一個3D創新聯合體，組織結構上采用虛實結合的模式，虛指的是這是一個基於網絡的聯合體，采用網絡辦公🏃‍♀️✔️；實指的是各家仍然保持獨立性👎🏿，各自經營。這樣的好處是從3D設計🥼、3D掃描到3D打印，充分發揮全國的力量。舉例來說，當有企業提出產品設計要求之後，通過這個聯合體可以在網上快速組織設計力量進行設計，完成設計之後轉成文件🤱🏽，就可以根據企業的需要從網上傳給3D打印企業🤬，幾個小時或十幾個小時就能完成樣品的製造。然後通過快遞可以馬上送到客戶的手上。”

除了國內企業的聯合之外💸，還可以3D創新聯合體的名義，與國外的企業進行交流，進而趕超發達國家水平🏎⚙️。“我現在有個設想👨🏽‍🦰👚，也是未來要實現的目標，就是基於上述3D創新聯合體，在國內布置10萬臺的3D打印機，其中有1000臺的金屬打印機，年產值可以達到100億美元。”

今年初🔞，林老就上述建議向中央領導同誌提交了一封建議信🦶🏿。日前，習近平、李克強等領導同誌專門就林老的來信建議做了重要批示。

對於在3D打印技術應用方面已經邁出了一大步的中航工業，林老的建議是希望將已經取得的經驗推廣開來，使3D打印技術能夠更好地促進中國航空工業的發展。

“與其他行業相比，我們航空工業在這方面走在了前頭。但是知道這個技術的人還比較少，而且也有不同看法，所以能在工作中加以應用的人就更少了🪑。所以🍇，需要在我們全行業，尤其是幹部隊伍裏率先普及3D創新🫁，領導幹部以後不要只有切削的概念，也要有增材製造的概念，這樣你這個領導才能發展得更全面一些。”

林老認為👬🏼🍄，航空工業的科研隊伍特別是總設計師隊伍🚴🏼，無論是設計飛機也好🤞🏼📦、發動機也好，都要對3D打印技術有深刻的認識，並積極嘗試在實際工作中加以應用🈵。“我認為，首先可以請總設計師到3D打印製造的現場去參觀，首先明白什麽叫3D打印，然後才能研究是否可以在未來加以應用🏄‍♀️。其次🏷，我建議集團公司對此要有統一的部署🧑🏼‍⚕️，這也是為航空工業播撒3D創新的種子，未來航空工業的發展會越來越快。”